CN106040920A - 弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，在弹簧所需切断位置，采用工具将弹簧钢丝加工出至少一处应力集中点，然后在弹簧的外圆周施加向内的折断外力或在弹簧的内圆周施加向外的折断外力，使弹簧钢丝在应力集中点处折断。该工艺避免了端头碰撞，不仅运行平稳，提高自动卷簧机的加工精度和生产效率，大幅度降低卷簧的生产成本，同时解决高硬度、异形等特殊弹簧钢丝的广泛应用的瓶颈问题，使自动卷簧机卷制高硬度的弹簧异型钢丝成为稳定可靠的工艺。

Description

弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺

技术领域

本发明涉及一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，用于自动卷簧机成型工艺后的断开方法。

背景技术

现有的自动卷簧机生产弹簧时，在钢丝的切断上所采用的方法有直切、摆切、对切或扭切的方式，卷簧机卷簧时，直切、摆切或对切是将卷簧机刀具刃口直接作用于弹簧丝上的剪切方法，对于刀具刃口有很大的挤压应力，致使刀具频繁损坏更换，对卷簧机的切断连带机械机构也容易造成损坏，导致成本高昂、生产力低下。扭切是一种相对高效的切断方法，其特点是通过刀具刃口对弹簧丝材形成应力集中压痕后或直接抵住应力产生位置，利用卷簧机上或下等工位将弹簧本体向钢丝轴心方向顺向或逆向扭转，使弹簧钢丝断裂。此方法虽然高效但是局限很大，对于大旋转比、异形丝和要求严格的弹簧加工存在致命缺陷，主要体现在大旋绕比弹簧、异形丝弹簧和要求严格的弹簧断口处会有扭转角影响的扭曲变形，导致弹簧端头几何尺寸超标或是支撑圈不稳定的问题，所以这种切断方式不适用在自动卷簧机上，用于冷卷工艺生产大旋绕比弹簧、异形丝弹簧和要求严格的弹簧。目前为止大旋绕比弹簧、异形丝弹簧和要求严格的弹簧只能采用直切、摆切、对切和热卷工艺的方法，由于生产成本和效率的关系，所以很多新型的材料无法应用或不能发挥材料的最佳性能，例如高强度弹簧钢丝，油淬火回火弹簧钢丝。现有日本、德国、美国等发达国家，对异型钢丝在自动卷簧机上生产要么用软态冷拉丝，要么就对异型钢丝采用直切、摆切的切断工艺。

传统切断弹簧的方式，在切断后再生产，弹簧支撑圈的闭合力过大，闭合后弹簧端头部位的丝材依顺序会碰到送线槽板和上、下顶簧销，碰撞后弹簧端头会比弹簧簧身大出一些，由于碰撞力度的变化，弹簧端头的大小相应的也有变化，继而导致弹簧精度的失控。同时弹簧的闭合力不足弹簧端头会出现开缝的问题，会导致弹簧力值的线性偏差和垂直度超差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种弹簧钢丝在自动卷簧机应力折断的工艺，该工艺避免了端头碰撞，不仅运行平稳，提高自动卷簧机的加工精度和生产效率，大幅度降低卷簧的生产成本，同时解决高硬度、异形等特殊弹簧钢丝的广泛应用的瓶颈问题，使自动卷簧机卷制高硬度的弹簧异型钢丝成为稳定可靠的工艺。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，在弹簧所需切断位置，采用工具将弹簧钢丝加工出至少一处应力集中点，然后在弹簧的外圆周施加向内的折断外力或在弹簧的内圆周施加向外的折断外力，使弹簧钢丝在应力集中点处折断。

所述的折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点，使弹簧弯折折断。

所述的工具作用于弹簧的外圆周或内圆周。

所述的刀具和钳型工具可更换为光热学所产生的激光、气体火焰切割、等离子切割、水刀切割等手段，将弹簧需切断位置材质发生材质的脆化加工或破损加工，出现应力集中点。

所述的应力集中点位于所使用的钢丝成型后加工在弹簧需切断位置，可以用工具在同一区域加工成单点或是多点，也可以是丝材周向的一条。

在弹簧的外圆周加工应力集中点时，弹簧内圆周设有芯刀或辅助芯。

在弹簧的外圆周加工应力集中点时，弹簧的外圆周设有支撑弹簧用托举架。

所述的应力集中点加工过浅时，采用辅助工具抵住弹簧，防止弹簧有害变形。

在应力折断工艺过程中，产生应力集中点的位置和角度根据使用方便任意设置。

折断工艺在非软态弹簧钢丝制成的弹簧或弹性元件中的应用。

与现有技术工艺相比，本发明专利的优点在于：

1、由于刀具只作用给弹簧一处应力集中点，降低了刀具使用强度，大幅度提高了刀具的使用寿命，更换刀具的频率大幅度降低，生产效率提高，继而大幅度降低生产成本；

2、由于本工艺不存在对弹簧丝材的扭转，对于大旋绕比弹簧和异型丝材生产的弹簧端头不会形成垂直度失控和丝材扭曲的现象，继而能够保证弹簧生产质量；

3、本申请的折断方式和传统的切断方式相比，不受切断角度和位置的严格限制，避免钢丝多次撞击生产工位所造成的尺寸偏差，方便复杂或高精度弹簧成型工艺的实施；

4、由于大幅度降低了高强度弹簧钢丝的切断成本，使自动卷簧机生产高硬度异型弹簧丝材和大旋绕比弹簧的工艺成为可能且可靠的工艺。由于材料的改善，继而会改变弹簧的整体设计，使弹簧可以小型化设计便于各类使用弹簧的设备小型化应用。使高强度、高质量的弹簧丝材进入广泛应用，提高弹簧整体质量，同时提高整体装备的制造实力。

5、由于采用了折断工艺，自动卷簧机在生产切断钢丝时所受力很小，继而提高了卷簧机的使用寿命和降低维修费用。

附图说明

图1为实施例一和实施例二的加工应力集中点工艺示意图。

图2为实施例一施加外力折断的工艺示意图。

图3为实施例二施加外力折断的工艺示意图。

图4为实施例三和实施例四的加工应力集中点工艺示意图。

图5为实施例三施加外力折断的工艺示意图。

图6为实施例四施加外力折断的工艺示意图。

图7为实施例五加工应力集中点工艺示意图。

图8为实施例五施加外力折断的工艺示意图。

图9为实施例六加工应力集中点工艺示意图。

图10为实施例六施加外力工具的侧视图。

图11为实施例六施加外力折断的工艺示意图。

图12为实施例七施加外力折断的工艺示意侧视图。

图13为实施例七施加外力折断的工艺示意丝材形成周向一条压痕应力集中点的侧视图。

图14为实施例七施加外力折断的工艺示意图。

其中1为应力集中点；2为刀具；3为辅助芯；4为芯刀；5为拖举架；6为夹合折断工具；7为改型辅助折断用工具；8为支撑平台；9为弹簧内圆周向外施加折断力的工具；10为钳型工具。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，在弹簧内圆周设置辅助芯3，采用位于弹簧外圆周的刀具2在弹簧钢丝上加工出一处应力集中点1，然后弹簧旋转90°角，并将刀具2抵住弹簧，将设在弹簧外圆周的工具5向上运动，即在弹簧外圆周施加向内的折断外力，折断外力让弹簧径向受力，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

实施例二

如图1和图3所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，在弹簧内圆周设置辅助芯3，当弹簧外圆周的刀具2在弹簧钢丝上加工应力集中点1，辅助芯3在弹簧内圆周起到支撑作用，防止弹簧受力出现挤压痕迹，然后弹簧旋转90°角，用改型辅助折断用工具7抵住弹簧，采用拖举架5对弹簧外圆周施加向内的折断外力，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

该实施例与实施例一相比，采用改型辅助折断用工具7替换了刀具2，从而保证了钢丝在折断过程中无刀具压痕，提高弹簧的生产质量。

实施例三

如图4和图5所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，至切断位置，在弹簧内圆周设置芯刀4，刀具2和芯刀4在弹簧内、外圆周分别加工出两个压痕并作用一处的应力集中点1，抽出芯刀4，送料180度，然后将在弹簧的外圆周夹合折断工具6，夹合折断工具6一端固定抵住弹簧，另一端施加向内的折断外力，折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点1，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

实施例四

如图4和图6所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，至切断位置，在弹簧内圆周设置芯刀4，弹簧外圆周设置刀具2，芯刀4和刀具2同时作用在弹簧上，弹簧的内圆周和外圆周同时产生两个压痕并作用一处的应力集中点1，送料360度，然后将在弹簧的外圆周夹合折断工具6，夹合折断工具6一端固定抵住弹簧，另一端施加向内的折断外力，折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点1，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

实施例三和实施例四分别送来180°角和360°角，防止弹簧折断后的端头再次卷制生产时撞击槽板和顶簧销，从而提高了弹簧的精度。

实施例五

如图7和图8所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，至切断位置，弹簧外圆周底部设置拖举架5，在弹簧外圆周用刀具2产生应力集中点1，经送料90度，然后上升拖举架5，与刀具2合力在弹簧外圆周施加向内的折断外力，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

该实施例的折断工艺采用拖举架5，故在产生应力集中点和折断的工艺过程中，弹簧的外圆周受到托举，使弹簧整体加工过程中的有害变形小。

实施例六

如图9至图11所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，至切断位置，在弹簧内圆周设置芯刀4，刀具2和芯刀4在弹簧内、外圆周加工出一处两个压痕并作用一处的应力集中点1，送料至适合折断位置后，然后将支撑平台8升起后，弹簧内圆周向外施加折断力的工具9向弹簧内圆周移动，移动到所需折断位置，在弹簧的内圆周施加向外的折断力，折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点1，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

实施例七

如图12至图14所示，一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，弹簧丝材在自动卷簧机成型后，至需切断位置，在弹簧丝材内侧设置钳型工具10，将弹簧丝材的周向加工一条非闭合的压痕形并作用一处的应力集中点1，送料至适合折断位置后，然后将辅助折断用工具7抵住弹簧外圆周，用拖举架5在弹簧的外圆周施加向内的折断力，折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点1，使弹簧在应力集中点1处弯折折断。

该实施例中钳型工具对材料形成了一个丝材周向的一条应力集中点位，对断口平整度加工的更规整，更使用于圆形线材。

上述实施例一至七中所提及的刀具2和钳型工具10可更换为光热学所产生的激光、气体火焰、等离子切割、水刀切割等手段，将弹簧局部材质发生材质的脆化加工或破损加工，出现应力集中点，同样通过折断力使弹簧在应力集中点折断。

实施例一至七中的应力集中点的位置和折断力的方向不受严格限制，可以在应力集中点产生后继续送丝，可在应力集中点产生后至生产后一个弹簧未完全成型时的任何位置进行折断。由于这种折断方式不受严格的切断角度、位置限制，成圆后形成应力压痕的位置可以继续送丝成型，对于传统意义上的切断后再生产，弹簧支撑圈的闭合效果有很大改善，所以此工艺能够保证弹簧的端头的公差精度和闭合效果。

实施例一至七中作用于弹簧内圆周和外圆周的工具可改变方向和多种的搭配使用。外形可做改动也一样能起到自动卷簧机生产弹簧的折断效果。

弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺适合在非软态弹簧钢丝制成的弹簧或弹性元件中的应用。

Claims (10)

1.一种弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：弹簧丝材在自动卷簧机成型后，在弹簧所需切断位置，采用工具将弹簧钢丝加工出至少一处应力集中点（1），然后在弹簧的外圆周施加向内的折断外力或在弹簧的内圆周施加向外的折断外力，使弹簧钢丝在应力集中点（1）处折断。

2.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：所述的折断外力让弹簧径向受力，作用于应力集中点，使弹簧弯折折断。

3.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：所述的工具作用于弹簧的外圆周或内圆周。

4.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：所述的刀具（2）和钳型工具（10）可更换为光热学所产生的激光、气体火焰切割、等离子切割、水刀切割等手段，将弹簧需切断位置材质发生材质的脆化加工或破损加工，出现应力集中点。

5.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：所述的应力集中点位于所使用的钢丝成型后加工在弹簧需切断位置，可以用工具在同一区域加工成单点或是多点，也可以是丝材周向的一条。

6.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：在弹簧的外圆周加工应力集中点时，弹簧内圆周设有芯刀或辅助芯。

7.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：在弹簧的外圆周加工应力集中点时，弹簧的外圆周设有支撑弹簧用托举架。

8.如权利要求1所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：所述的应力集中点加工过浅时，采用辅助工具抵住弹簧，防止弹簧有害变形。

9.如权利要求1-8任一所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：在应力折断工艺过程中，产生应力集中点的位置和角度根据使用方便任意设置。

10.如权利要求9所述的弹簧钢丝自动卷簧机应力折断工艺，其特征在于：折断工艺在非软态弹簧钢丝制成的弹簧或弹性元件中的应用。